学案19 5-3 生态系统的物质循环

生态系统的物质循环【学习目标】1.概述生态系统物质循环的概念及特点，以碳循环为例分析物质循环的过程。

2.采用对比的方法说明能量流动与物质循环的关系。

3.尝试探究土壤微生物的分解作用。

【重点难点】重点：分析生态系统中的物质循环难点：说明能量流动与物质循环的关系【学情分析】这部分的内容有了初步的了解。

对于生态系统功能的认识容易停留在简单识记水平，难以建立起结构功能间的联系，通过本节学习，可以深入理解生态系统结构和功能的关系，形成结构和功能相适应观点自主学习内容一回顾旧知1、地球上最大的生态系统是。

2、生态系统的结构：和3、流经生态系统的总能量是4、能量流动的特点是二、基础知识感知：（一）生态系统的物质循环1.概念（教材101页黑体字，记住并理解生态系统的物质循环的概念及特点）生态系统的物质循环：。

2.特点：和。

（二）物质循环的实例—碳循环（教材图5-11，分析碳在生物群落和无机环境之间的循环方式）O2的来源有三个：一是；二是；三是。

（三）能量流动和物质循环的关系（教材103）探究点一：碳循环1.如图是自然界碳循环的简图，据图回答问题：（1）图中的A、B、C 、D各代表在生态系统各成分中何种成分？A、B、。

C、D、（2）图中数字序号代表的含义①②③④⑤⑥⑦。

（3）与碳循环关系最为密切的两种细胞器是。

（4）生物的下列过程中，与碳循环物直接关系的是（）A、光合作用B、呼吸作用C、蒸腾作用D、微生物的分解作用（5）通过过程③，碳由无机环境中，转变成绿色植物中。

的。

（6）由上图可见，碳循环的特点是。

探究点二：能量流动与物质循环的关系下图是某生态系统中，能量流动与物质循环关系示意图。

(图中△为有毒物质，浓度百万分之一，即10-6)（1）从完成生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用。

（2）图中无机物的箭头指的是哪些物质的流动过程？（3）图中的D是，通过它们的和两种分解方式，将生物组织内的碳释放回空气，由此可见D在物质循环中的重要作用是。

高中生物 5.3《生态系统的物质循环》学案（4）新人教版必修31、以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。

2、尝试探究土壤微生物的分解作用。

3、说明能量流动和物质循环的关系。

4、关注碳循环平衡失调与温室效应的关系学习重点分析生态系统中的物质循环学习难点说明能量流动和物质循环的关系。

导学过程一、碳循环1、概念：指组成生物体的C、H、O、N等基本元素在生态系统的________与______之间形成的反复运动。

（1）循环形式：___________（2）循环途径：无机环境生物群落光合、化能合成作用呼吸作用、微生物分解（3）温室效应二、生态系统的物质循环：概念：组成生物体的_____________等元素，都不断进行着从_______到_________，又从________到________的循环过程，这就是生态系统的物质循环。

（生物地球化学循环）〖旁栏思考题〗学生阅读思考回答。

〖提示〗大力植树造林后，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的缓解作用。

但更应该控制源头──温室气体的排放。

三、填表比较能量流动和物质循环的关系区别能量流动物质循环形式范围特点联系典型例题例1我国北方处于稳定状态的某森林生态系统，其碳循环如右图，箭头和字母分别表示碳元素的传递方向和转移量。

下列选项正确的是（）A、夏季,a﹥b﹢c﹢eB、秋季,e﹢f﹤gC、春季,g﹦b﹢e﹢fD、冬季,d﹥c﹢f 解析：我国北方的夏季昼长夜短，气温较高，生产者同化作用占优势，生长较快，因此a﹥b﹢c﹢e ；在秋季，植物的遗体、残枝、败叶相对增多，动物粪便增多，而土壤中的微生物数量相对稳定，由于气温变低，土壤中的微生物代谢变缓、繁殖变慢，因而e﹢f﹥g ；在冬季，动物呼吸作用加强以维持体温，即d值增大，而动物可摄入的有机物相对减少，即c 值减少，可能的关系是d﹢f≤c。

答案：A例2右图示生态系统碳循环示意图，图中D为大气，请据图回答问题（1）此生态系统的能量流动是从〔〕固定太阳能开始的。

生态系统的物质循环【目标导航】生态系统中物质循环的基本规律及应用【基础知识梳理】一、生态系统的物质循环1、概念（1）物质：组成生物体的等元素。

（2）循环：和无机环境之间。

（3）特点：具有全球性。

反复利用2、实例——碳循环（1）主要形式：CO2（2）图解：二、能量流动和物质循环的关系【要点名师透析】一、生态系统物质循环的实例——碳循环1、大气中CO2的来源：一是分解者的作用；二是动植物的作用；三是化石燃料的燃烧。

2、目前由于碳循环平衡被打破，形成温室效应的分析（1）大气中CO2含量持续增加的原因：①工厂、汽车、轮船等对化石燃料的大量使用，向大气中倾放大量的CO2。

②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。

（2）危害：①气候变暖会使冰川雪山融化，海平面上升，这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾。

②由于气候变化，也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源的生产。

降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝，并使病虫害增加。

3、缓解措施：（1）植树造林，增加绿地面积。

（2）减少化石燃料的燃烧。

（3）开发清洁能源。

【典例1】如图是生态系统中碳循环的模式图，1、2、3、4分别代表生态系统的不同成分。

下列相关叙述正确的是A.1代表生产者，5可以代表化能合成作用B.在食物链中含有碳元素最多的营养级可能是1C.碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递D.1、2、3中的有机物可作为动力促进碳在群落和环境之间循环二、物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环形式以有机物为载体主要是无机物特点往复循环范围生物群落生物圈（全球性）联系同时进行、相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链（网）流动的载体；③能量是物质在生态系统中往复循环的动力图示【典例2】池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统（如下图）。

第五章第3节生态系统的物质循环课前预习学案一、预习目标预习生态系统中物质循环的过程及方式。

二、预习内容1．生态系统的物质循环概念：____________________________________________________________________________。

2．生态系统的物质循环特点：（1）________________________________________________ _____ _（2）______________________________________________________ _ ___3．生态系统的物质循环实例——碳循环（1）存在形式：____________________________________（2）循环形式：____________________________________（3）循环过程：碳从无机环境进入生物群落通过________作用或________作用，从生物群落进入无机环境通过________，在生物群落之间主要以________的形式通过________传递。

（4）温室效应：______________________________________________________________________。

三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标1．以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。

2．说明能量流动和物质循环的关系。

3．关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。

学习重难点：分析生态系统中的物质循环。

二、学习过程1生态系统物质循环的概念及特点（1）概念的理解\ac(○,1)生态系统的物质循环的范围是________________________________________________\ac(○,2)参与物质循环的物质主要是指________________________________________________\ac(○,3)物质循环的具体形式是_______________________________________________________ __________________\ac(○,4)生态系统的物质循环离不开________的驱动。

第3节生态系统的物质循环[学习目标与核心素养] 1.分析碳循环过程，培养科学思维素养。

2.探究“土壤微生物的分解作用”，培养科学探究能力。

3.分析物质循环和能量流动的关系，树立生命系统的物质和能量观。

一、生态系统中的物质循环1.概念组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。

2.范围生物圈，又称为生物地球化学循环。

3.特点(1)全球性：物质循环的概念中所说的“生态系统”并不是一般的生态系统，而是指地球上最大的生态系统——生物圈，因此物质循环具有全球性的特点。

(2)循环性：无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，即生物群落和无机环境之间的物质可以反复出现、循环利用，周而复始地进行循环，不会消失。

4.实例——碳循环(如图)(1)碳在无机环境中的存在形式主要是CO2和碳酸盐，在生物群落中的存在形式主要是含碳有机物。

(2)大气中碳元素进入生物群落的途径是光合作用和化能合成作用，形式是CO2。

(3)生物群落中的碳元素回到无机环境中的途径有分解者的分解作用、动物和植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧，形式是CO2。

(4)碳在无机环境与生物群落间循环的形式是CO2，在生物群落内部传递的形式是含碳有机物，途径是食物链(网)。

(5)碳循环的平衡是植物通过光合作用从大气中摄取碳的速率与通过生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率相等。

(6)温室效应的形成原因是化石燃料的大量燃烧，打破了碳平衡。

缓解温室效应的方法是减少化石燃料的燃烧，大力植树造林等。

(1)物质循环中的“物质”指的是组成生物体的各种化合物()(2)沼渣等作为肥料还田，使物质能够循环利用()(3)碳循环在生物群落内部以CO2形式进行()(4)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因()(5)碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分间是单向的()[答案](1)×(2)√(3)×(4)√(5)√下列各图均为生态系统碳循环示意图，请据图回答：(1)图甲中A～D代表的成分依次是生产者、大气中的CO2库、消费者、分解者。

高中生物必修3 1 生态系统的物质循环 【学习目标】 1. 了解碳循环失调与温室效应的关系 2. 理解以碳循环为例分析生态系统中的物质循环 3. 理解生态系统能量流动和物质循环之间的关系 【学习难点】 生态系统能量流动和物质循环之间的关系 【新知预习】 一、碳循环 碳在__________与__________之间的循环主要是以__________的形式进行的。大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有______________。 生态系统的物质循环和能量流动具有__________的特点。在物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落__________利用；能量流动则不同，能量在流经生态系统各营养级时，是__________的，而且是__________的流动，而不是______________流动。 在自然生态系统中，植物通过______________从大气中摄取碳的速率与通过生物的________________和________________把碳释放到大气中的速率大致____________。 二、能量流动和物质循环的关系 ____________和____________是生态系统的主要功能，二者是________进行的，彼此____________，____________。能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的__________和__________等过程。物质作为能量的__________，使能量沿着__________流动；能量作为__________，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间____________。生态系统中的各种组成成分，正是通过____________和____________，才能够紧密地联系在一起，形成一个__________的整体。 【课堂探究】 探究一 物质循环及其特点 1．循环范围：地球上最大的生态系统——______________。 2．参与循环的物质：是指构成生物体的_____________________等各种化学元素，而不是由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。 3．物质循环的动力：__________________。物质的循环并非单纯的物质移动，而是伴随着高中生物必修3 2 能量的转化。 4．循环通道：__________________。 5．物质循环的特点： (1)具有全球性；(2)反复出现、循环出现(物质具有不灭性)。 6．实例——碳循环 (1)碳存在形式 ①无机环境：__________________。 ②生物群落：__________________。 ③碳在生物群落和无机环境之间的循环“主要”是以___________的形式进行的。 ④CO2进入生物群落是通过__________________生物完成的。 ⑤生物群落中的含碳有机物是通过生物的____________和微生物的_____________被分解成CO2和H2O，归还到无机环境中。 (2)大气中CO2的“主要”来源：______________、______________、________________。 探究二 物质循环与能量流动 例1：分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图，不能得到的结论是( )

第3节生态系统的物质循环【高考目标定位】生态系统中物质循环的基本规律及应用【考纲知识梳理】一、生态系统的物质循环1、概念（1）物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。

（2）循环：无机环境（3）范围：生物圈。

2、实例——碳循环（1）主要形式：CO2.（2）过程：（3）特点：①具有全球性，因此又称生物地球化学循环。

②具有循环性。

二、能量流动和物质循环的关系1、二者同时进行，彼此相互依存，不可分割，物质是能量的载体，能量是物质循环的动力。

【要点名师精解】一、生态系统物质循环的实例——碳循环1、大气中CO2的来源：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。

2、目前由于碳循环平衡被打破，形成温室效应的分析（1）大气中CO2含量持续增加的原因：①工厂、汽车、轮船等对化石燃料的大量使用，向大气中倾放大量的CO2。

②森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。

（2）危害：①气候变暖会使冰川雪山融化，海平面上升，这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾。

②由于气候变化，也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源的生产。

降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝，并使病虫害增加。

3、缓解措施：（1）植树造林，增加绿地面积。

（2）减少化石燃料的燃烧。

（3）开发清洁能源。

【例1】如图为碳循环图解，请回答下列问题：（1）物质循环实质上是物质在圈与圈之间转移。

请在下列表格中填出各圈中碳素的贮存形式，用“十”或“—”标明是否参与碳素交换过程。

（2）碳主要以__________形式循环的。

（3）碳从无机环境进入生物群落的唯一途径是［］__________；由绿色植物通过②__________传递到各级消费者。

（4）碳从生物群落返回无机环境的途径③表示__________；④表示__________；⑤表示__________。

【解析】本题考查碳循环有关知识。

碳循环具有全球性。

碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行的。

第五章生态系统及其稳定性第3节生态系统的物质循环2．碳从无机环境进入生物群落主要是通过什么途径？（光合作用、化能合成作用）3．碳通过哪些途径从生物群落返回到无机环境？（呼吸作用、分解作用、燃烧）4．碳在生物群落内部通过什么渠道进行传递？（食物链和食物网）（学生回答，教师补充）从图中还可以看出碳在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳的形式进行循环，且循环的范围具有全球性。

现在我们尝试用模式图的形式把碳循环的过程表达一下。

（板图）下面我们来总结一下。

碳循环主要是在无机环境和生物群落之间进行，无机环境中主要以二氧化碳形式存大，在生物群落中主要是以有机物的形式存大，从无机环境进入生物群落主要是通过光合作用、化能合成作用；从生物群落返回到无机环境是通过呼吸作用、分解作用、燃烧的途径。

这个过程中伴随着复杂的物质变化和能量变化，不是间一的物质移动，生态系统的物质循环离不开能量的驱动。

我们再来学习一下氮循环的过程（教师讲解、板图）在生态系统中，其它物质的循环过程和碳循环类似，长期以来，各种物质循环都是保持稳定的，所以地球上各种物质的含量基本稳定，但是工业发展以来，化石燃料的大量燃烧，使其中的碳在短时间内释放出来，这样二氧化碳来不及转化，打破了生物圈的碳循环的平衡，使大气中的二氧化碳含量明显增加，形成危及整个生物圈的温室效应。

温室效应还和近代人类对森林的大量采伐有关，森林在维持生物圈的碳循环方面具有重要的作用，现在人们开展大力植树造林活动，这些植物能大量吸收已有的二氧化碳，起到一定的缓解作用，但还应从根本上减少温室气体的排放。

现在生态系统的物质循环和能量流动我们都已经学习过了，它们之间具有什么关系？让我们用表格总结一下。

（学生回答，教师补充）小结：本节课，我们讨论了生态系统物质循环的概念、碳循环的形式和过程、物质循环的特点以及物质循环和能量流动的关系。

物质循环是指组成生物体的基本元素在在无机环境和生物群落间循环往复。

5.3 《生态系统的物质循环》教学设计一、教材分析《生态系统的物质循环》是必修3《稳态与环境》第5章第3节的内容。

在《课程标准》的具体内容标准中，与本节内容相对应的条目是“分析生态系统中的物质循环的基本规律及其应用”。

说明学生对本节内容的掌握需达到应用水平。

该节内容包括四部分：一是碳循环；二是物质循环的概念；三是能量流动和物质循环的关系；四是探究“土壤微生物的分解作用”。

该节内容是以前两节“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”以及必修一第五章绿色植物“光合作用”和“细胞呼吸”等为基础，并为第五节“生态系统的稳定性”的实现，埋下了一个伏笔。

因此，学好本节知识，对学习生态系统有承上启下的作用。

这节课的内容是前面3个，探究实验设置在第2个课时。

二、学情分析学生已经学习了生态系统结构和能量流动的知识，甚至对物质循环已经有了初步的了解。

但学生对生态系统功能的认识仍停留在简单识记水平，难以建立起结构功能间的联系。

通过本节课的学习，可以深入理解生态系统结构和功能的关系，形成结构和功能相适应观点。

三、教学目标知识目标：1以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环；2.说明能量流动和物质循环的关系。

能力目标：通过观察碳循环模式图，明确生物占据的环节并知道相应的功能，提高观察能力和识图能力。

情感目标：认同生物与环境是一个统一的整体，理解物质循环的全球性，关注碳循环平衡失调与温室效应的关系，加强热爱环境和保护环境的意识。

四、教学重难点教学重点：生态系统中的物质循环。

教学难点：能量流动与物质循环的关系。

五、教学过程(一)引入新课（3min）上一节中我们学习了生态系统的能量流动，大家一起回忆（齐答）：①生态系统的能量源头是？②输入生态系统的总能量指的是什么？③能量流动的主渠道是什么？④能量流动有什么特点？同学们在学习能量流动的过程中应该发现，能量的流动是需要以物质为载体的?生态系统中的物质循环又是怎样的?物质变化与能量流动又有什么关系?引出今天要学习的内容——生态系统的物质循环。